地震

維基百科,自由的百科全書
前往: 導覽搜尋
全球地震分布區, 1963年–1998年
全球板塊構造運動

地震地殼快速釋放能量過程中造成的震動,期間會產生地震波,其中地震波又分為S波及P波。

地震可由地震儀所測量,地震的震級是用作表示由震源釋放出來的能量,通常以「芮氏地震規模」來表示;烈度則透過「修訂麥加利地震烈度表」來表示,某地點的地震烈度是指地震引致該地點地殼運動的猛烈程度,是由震動對個人、傢具、房屋、地質結構等所產生的影響來斷定。

在地球的表面,地震會使地面發生震動,有時則會發生地面移動。震動可能引發山泥傾瀉甚或火山活動。如地震在海底發生,海床的移動甚至會引發海嘯

一般而言,地震一詞可指自然現象或人為破壞所造成的地震波。人為自然地形的破壞、大量氣體(尤其是沼氣)遷移或提取、水庫蓄水、採礦油井注水、地下核試等;自然的火山活動、大型山崩、地下空洞塌陷、大塊隕石墜落等均可引發地震。

震動的發源處稱為震源。大多數震源都在地殼和上地幔頂部,即岩石圈內。根據震源的深度,地震可分為三類:淺源地震(深度在0-70公里)、中源地震(深度在70-300公里)和深源地震(深度在300公里以上)。由震源豎一垂直線至地面上的位置稱為震央。震央是地表距離震源最近的地方,因此地震波最早到達這處,震動也最為強烈,破壞程度也最大,測量震央的方式一般是透過由三點不同地點的P波與S波走時差與到達時間[1]

地震的成因[編輯]

構造地震[編輯]

由於地殼運動引起地殼岩層斷裂錯動而發生的地殼震動,稱為構造地震。由於地球不停地運動變化,從而從地殼內部產生巨大地應力作用。在地應力長期緩慢的作用下,造成地殼的岩層發生彎曲變形,當地應力超過岩石本身能承受的強度時便會使岩層斷裂錯動,其巨大的能量突然釋放,形成構造地震,地震學家通常用彈性回跳理論來描述這個現象。世界上絕大多數地震都屬於構造地震。構造地震不盡然皆發生於板塊交界地帶,少數構造地震亦發生於板塊內部。然而此類板塊內部地震所釋放的能量極少,僅佔全球地震釋放能量的0.235%左右[2]

火山地震[編輯]

由於火山活動時岩漿噴發衝擊或熱力作用而引起的地震,稱為火山地震。火山地震數量較小,數量約佔地震總數的7%左右[來源請求]。地震和火山往往存在關聯。火山爆發可能會激發地震,而發生在火山附近的地震也可能引起火山爆發。一般而言,影響範圍不大。

陷落地震[編輯]

由於地下水溶解可溶性岩石(如石灰岩),或由於地下採礦形成的巨大空洞,造成地層崩塌陷落而引發的地震,稱為陷落地震。這類地震約佔地震總數的3%左右[來源請求],震級也都比較小。

誘發地震[編輯]

在特定的地區因某種地殼外界因素誘發而引起的地震,稱為誘發地震。這些外界因素可以是地下核爆炸、隕石墜落、油井灌水等,其中最常見的是水庫地震。水庫蓄水後改變了地面的應力狀態,且庫水滲透到已有的斷層中,起到潤滑和腐蝕作用,促使斷層產生滑動。但是,並不是所有的水庫蓄水後都會發生水庫地震,只有當庫區存在活動斷裂、岩性剛硬等條件,才有誘發的可能性。

氣候暖化跟地震的關聯[編輯]

全球氣候暖化使高緯度地區的冰川加速溶解,並相應的使全球海平面上升。 對於高緯度地區而言,冰川的溶解使地殼上覆之重量減小,並導致地殼回彈。在地殼回彈的過程中,地殼內應力的分布也相應的發生改變,導致原有的斷層系統重新活化,並產生地震。此類地震多發生於板塊內部地區,並且大多數皆發生於高緯度地區。1989年發生於魁北克的Mw 6.3地震即為其中一例[3]

人工地震[編輯]

以人為採用強力炸藥直接破壞地殼,藉以測得相關研究數據,或進行礦藏開採,武器測試等活動。

地震的規模[編輯]

目前衡量地震規模的標準主要有震級(Magnitude)和烈度(Seismic intensity)兩種。

震級(規模)[編輯]

地震強度大小的一種度量,根據地震釋放能量多少來劃分。目前國際上一般採用美國地震學查爾斯·弗朗西斯·芮克特(Charles Francis Richter)和賓諾·古騰堡(Beno Gutenberg)於1935年共同提出的震級劃分法,即現在通常所說的芮氏地震規模。芮氏規模是地震波最大振幅以10為底的對數,並選擇距震央100公里的距離為標準。芮氏規模每增強一級,釋放的能量約增加31.6倍,相隔二級的震級其能量相差1000倍。由於芮氏地震規模在超過ML7以上會發生飽和現象,並且不適合用來測量遠距地震的規模,因此科學界現多使用地震矩規模描述中型到大型地震的地震規模[4]

小於芮氏規模2.5的地震,人們一般不易感覺到,稱為小震或微震;芮氏規模2.5-5.0的地震,震央附近的人會有不同程度的感覺,稱為有感地震,全世界每年大約發生十幾萬次;大於芮氏規模5.0的地震,會造成建築物不同程度的損壞,稱為破壞性地震。芮氏規模4.5以上的地震通常可以在全球範圍內監測到。有記錄以來,歷史上最大的地震是發生在1960年5月22日19時11分南美洲智利,經過重新分析該地震的波形,科學家認為該地震的地震規模達Mw 9.5。

烈度(震度)[編輯]

指地震對地面所造成的破壞和影響程度,由地震時地面建築物受破壞的程度、地形地貌改變、人的感覺等宏觀現象來判定。地震烈度源自和應用於十度的羅西福瑞震級 (Rossi-Forel),由義大利火山學家朱塞佩·麥加利(Giuseppe Mercalli)在1883年及1902年修訂。後來多次被多位地理學家、地震學家和物理學家修訂,成為今天的修訂麥加利地震烈度(Modified Mercalli Scale)。「麥加利地震烈度」從感覺不到至全部損毀分為1(無感)至12度(全面破壞),6度或以上才會造成破壞[5]

每次地震的震級數值只有一個,但烈度則視乎該地點與震央的距離,震源的深度,震源與該地點之間和該地點本身的土壤結構,以及造成地震的斷層運動種類等因素而有強弱的變化。然而,一般說來烈度會隨距離震央的距離而成指數比的下降。

地震分布[編輯]

統計資料表明,地震在大尺度和長時間範圍內的發生是比較均勻的,但在局部和短期範圍內有差異,表現在時間和地理分布上都有一定的規律性。這些都與地殼運動產生的能量的聚累和釋放過程有關。

時間分布[編輯]

地震活動在時間上具有一定的周期性。表現為在一定時間段內地震活動頻繁,強度大,稱為地震活躍期;而另一時間段內地震活動相對來講頻率少,強度小,稱為地震平靜期[來源請求]

地理分布——地震帶[編輯]

地震的地理分布受一定的地質條件控制,具有一定的規律。地震大多分布在地殼不穩定的部位,特別是板塊之間的消亡邊界,形成地震活動活躍的地震帶。全世界主要有三個地震帶:

一是環太平洋地震帶,包括南、北美洲太平洋沿岸,阿留申群島堪察加半島千島群島日本列島,經台灣再到菲律賓轉向東南直至紐西蘭,是地球上地震最活躍的地區,集中了全世界80%以上的地震。本帶是在太平洋板塊美洲板塊亞歐板塊印度洋板塊的消亡邊界,南極洲板塊和美洲板塊的消亡邊界上。

二是歐亞地震帶,大致從印度尼西亞西部,緬甸經中國橫斷山脈喜馬拉雅山脈,越過帕米爾高原,經中亞細亞到達地中海及其沿岸。本帶是在亞歐板塊非洲板塊印度洋板塊的消亡邊界上。

三是中洋脊地震帶包含延綿世界三大洋(即太平洋、大西洋和印度洋)和北極海的中洋脊。中洋脊地震帶僅含全球約5﹪的地震,此地震帶的地震幾乎都是淺層地震。

地震災害[編輯]

汶川大地震中倒塌的房屋

地震是地球上主要的自然災害之一。地球上每天都在發生地震,其中大多數震級較小或發生在海底等偏遠地區,不為人們所感覺到。但是發生人類活動區強烈地震往往會給人類造成巨大的財產損失和人員傷亡。通常來講,芮氏3以下的地震釋放的能量很小,對建築物不會造成明顯的損害。人們對於芮氏4以上的地震具有明顯的震感。在防震性能比較差且人口相對集中的區域,芮氏5以上的地震就有可能造成人員傷亡。

地震產生的地震波可直接造成建築物的破壞甚至倒塌;破壞地面,產生地面裂縫,塌陷等;發生在山區還可能引起山體滑坡雪崩等;而發生在海底的強地震則可能引起海嘯餘震會使破壞更加嚴重。地震引發的次生災害主要有建築物倒塌,山體滑坡,土壤液化,海嘯以及管道破裂等引起的火災,水災和毒氣泄漏等。此外當傷亡人員屍體不能及時清理,或污穢物污染了飲用水時,有可能導致傳染病的爆發。在有些地震央,這些次生災害造成的人員傷亡和財產損失可能超過地震帶來的直接破壞。

主要地震[編輯]

1900年以來的8以上地震。圖中圓點的大小對應著死亡人數。[6]

歷史記錄中傷亡最嚴重的地震是1556年1月23日發生在中國陝西嘉靖大地震,有超過83萬人喪生。[7]當時這一地區的人大多住在黃土山崖里挖出的窯洞里,地震使得許多窯洞坍塌造成大量傷亡。1976年發生在中國唐山唐山大地震死亡了大約240,000到655,000人,被認為是20世紀死亡人數最多的大地震。[8]

1960年5月22日的智利大地震是地震儀測得震級最高的地震,地震矩規模達Mw 9.5[9]。該地震釋放的能量大約是震級第二高的耶穌受難日地震的兩倍。[10][11]震級最高的10大地震都是大型逆衝區地震,其中2004年印度洋大地震由於引發後續的海嘯,是歷史上死亡人數最多的地震之一。

地震測報[編輯]

早在中國東漢時期,張衡就發明了地動儀,並於138年記錄到隴西大地震,但只是對地震發生後的一種記錄儀器,並不能對地震做任何預測。長期以來,人類一直嘗試著對地震做出預報,以便在地震發生之前做好準備,減小地震災害的損失。一般認為科學的地震預報應對一次地震發生的時間、地點和震級作出較為準確的判斷。但由於地球內部活動的複雜性以及人類對此缺乏有效監測手段和預報模型,時至今日,地震預報技術尚不完善,成功的例子很少,地震預報仍是當今世界科學的一大難題。多數政府目前都否認地震可以預報,包括2008年汶川大地震和2009年義大利地震

中國首次成功預報的地震是1975年2月4日發生在中國遼寧海城的芮氏7.3地震。由於頻繁的前震與地震先兆,中國的地震部門在震前數小時正式發布了臨震預報,當地政府及時採取了防護措施,疏散了大量居民。據信這次成功的預報避免了數萬人的傷亡[12][13]

在中國1976年7月28日凌晨,發生在中國河北唐山的大地震央,震前存在不同預報意見,沒有形成官方預報,但鄰近的青龍縣在其範圍內發布了預報,使全縣的47萬受這次地震影響的人群中,死亡比例遠遠低於受此次地震影響的其他地區。[14][15]

目前全球範圍內已經建立了比較廣泛的地震監測台網,科學家們還通過超深鑽井等手段獲取更多的地球內部信息。但是人類地震預報的水平還僅限於通過歷史地震活動的研究,對地震活動做出粗略的中長期預報。在短期和臨震預報方面主要還是依靠傳統的地震前兆觀測和監測。

地震前兆[編輯]

地震目前仍無法準確預測發生時間,但通常地震發生之前都會有一些自然現象,特別是較大的地震發生之前的各類異常現象。分為宏觀前兆和微觀前兆。前者可以由人的感覺器官直接覺察,如動植物、地下水等的異常以及地光、地鳴等。後者不能被人的感覺器官直接覺察,需用專業儀器才能測出,如地形變、地磁場重力場地溫梯度、地應力的異常與氡氣異常等。對地震前兆的觀察和監測仍是地震臨短期預報的重要手段。

地震防護[編輯]

  • 建築物在設計與建造時,有效的防震設計,可有效的防止生命財產的損失。
  • 地震發生時,關鍵是保持清醒的頭腦,正確的防護對於保證生命安全,減少人員傷亡是至關重要的。通常可能造成危險的是比較強烈的近震。近震常以上下顛簸開始,振動較為明顯,應迅速逃生。逃生應遵循就近躲避的原則,注意保護頭部。
  • 在室內應先打開任何的門,避免門變形,無法打開而無法逃生。之後關閉煤氣,可暫時躲避在堅實的傢具旁或牆角、廚房、衛生間等承重牆較多,跨度較小的地方,注意避開外牆體等薄弱部位,並且可以使用枕頭被子等物,或直接用雙手保護頭部。躲避在堅固的傢具旁能在建築物倒塌時提供一些空間,而對於規模較小地震,在傢具下則能防護掉落物。主震過後,應迅速撤至戶外,高層人員應盡量避免乘坐電梯。在室外可跑向比較開闊的空曠地區躲避,避免聚集在高層建築及高壓輸電線下方。如在山區還要注意山崩和滾石,可尋找地勢較高處躲避。地震央被埋在廢墟下的人員,若環境和體力許可,應設法逃生。如無力脫險自救,應盡量減少體力消耗,等待救援人員到來。

常見名詞[編輯]

  • 震源:地震發生的位置。
  • 震央:震源在地面上的垂直投影。震央是地表距離震源最近的地方,也是震動最強烈,受地震破壞程度最大的地方。震央及其附近的地方稱為震央區,也稱極震區。
  • 震源深度:震央到震源的深度。
  • 震央距:觀測點到震央的距離。
  • 震源距:觀測點到震源的距離。
  • 烈度:量度地震對某一特定地點所受到的影響和破壞的量度單位。

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

引用出處[編輯]

一般參考[編輯]

外部連結[編輯]

Wiktionary-logo-zh.png
維基詞典上的詞義解釋: